CN105807799A - 罐开关以及监测流率的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于半导体测试系统的罐开关，所述罐开关包括集管，所述集管包括第一输入管、第二输入管和输出管，其中，所述输入管中的每个构造成能够连接至相应的流体罐，并且所述输出管包括输出端，该输出端构造成能够连接至测试用处理装置；所述输入管中的每个分别包括相应控制阀；流量传感器于所述输出端之前构造在所述集管上；所述流量传感器构造成能够提供表示流向所述输出端的流体的流率的测量信号并且能够将该信号发送给控制单元；并且所述控制阀中的每个构造成能够接收控制信号并能够响应于所接收的控制信号而打开或关闭。

Description

罐开关以及监测流率的方法

技术领域

多个实施例涉及一种罐开关、一种用于供应流体的系统、以及一种监测半导体测试系统中的流率的方法。

背景技术

成品半导体在其制成后经常被测试功能。为了实施这些测试，包括处理装置的常规测试系统被使用，该处理装置构造成处理被测试的半导体或装置。此外，低温测试程序通常被执行以在低温下测试半导体(例如晶体管或功率晶体管)。为了提供冷却(能量)，流体如液态气体(例如液态空气或液态氮)经常被使用并由液态气体缸以及管或导管系统供应。为了提供连续的流体供应，罐开关被使用，该罐开关与至少两个液态气体缸连接，所述至少两个液态气体缸向罐开关和连接至罐开关的处理装置交替提供冷却流体。

发明内容

多个实施例提供了一种用于半导体测试系统的罐开关，其中，罐开关包括集管，该集管包括第一输入管、第二输入管、输出管和流量传感器，每个输入管构造成能够连接至相应的流体罐并且输出管包括输出端，该输出端构造成能够连接至测试用处理装置，每个输入管分别包括相应的控制阀；流量传感器于输出端之前构造在集管上并且构造成能够提供表示通过输出端的流体的流率的测量信号并向控制单元发送信号；并且每个控制阀构造成能够接收控制信号并响应于所接收的控制信号而打开或关闭。

此外，多个实施例提供了一种半导体测试系统，该半导体测试系统包括罐开关、测试用处理装置，该处理装置包括连接至罐开关的输出端的输入端；以及控制单元，该控制单元构造成能够接收流量传感器的测量信号并向控制阀提供控制信号。

此外，多个实施例提供了一种监测半导体测试系统中的流体流率的方法，其中，该方法包括通过输入管和输出管从流体罐向处理装置供应流体；通过流量传感器测量所供应的流体的流率；生成表示所测得的流率的测量信号；并且将该测量信号传递给控制单元。

附图说明

在附图中，不同附图中相同的附图标记大体上表示相同的部件。各附图不一定按比例绘制。而是总体上强调本发明的原理。在下述说明书，各实施例参考下述附图予以说明，所述附图为：

图1示意性示出根据一示例性实施例的罐开关；

图2示意性示出根据一示例性实施例的半导体测试系统；

图3示出根据一示例性实施例的监测流体流率的方法的流程图；并且

图4示意性示出根据一示例性实施例的半导体测试系统。

具体实施方式

在下文中，罐开关、用于供应流体的系统以及监测半导体测试系统中的流体流率的方法的进一步的示例性实施例将被说明。应当说明的是，一个具体的示例性实施例的内容中所描述的具体特征的说明也可以与其它示例性实施例组合。

词语“示例性”在此用来表明“用作示例、举例或展示”。在此“示例性”描述的任何实施例或设计不一定是相对于其它实施例或设计是优选的或有利的。

多个示例性实施例提供了一种用于半导体测试系统的罐开关，该罐开关包括集管，该集管包括两个输入管以及输出管，其中，流体流动路径由输入管中的至少一个与输出管形成，相应的控制阀分别构造在每个输入管上并且至少一个流量传感器构造在流体路径中，所述流量传感器适于测量流体流率、生成表示所测得的流体流率的测量信号并向控制单元发送该测量信号。此外，每个控制阀适于从控制单元接收控制信号并适于根据控制信号而打开或关闭。

特别地，所述流体流动从输入管的输入端(例如构造成能够耦接至流体罐)指向或导向输出管的输出端(例如构造成能够耦接至测试用处理装置)。特别地，单个流量传感器可以构造在输出管上(而第一控制阀可以集成在第一输入管上并且第二控制阀可以集成在第二输入管上)、和/或第一流量传感器和第一控制阀可以构造或集成在第一输入管上且第二流量传感器和第二控制阀构造或集成在第二输入管上。流量传感器可分别监测并控制经过输入管的流体流量。特别地，控制阀可以是电磁阀或者是能够在不同(低温)温度水平下使用的任何类型的阀。应当说明的是，当然可以在一个罐开关中设置实施两个以上输入管并且由此罐开关可以连接并控制两个以上罐。

特别地，控制单元、例如PLC控制器可包括计算单元或处理单元，所述计算单元或处理单元构造成能够从所接收的测量信号确定出流体的实际流率和/或能够确定出流率是否高于或低于预设阈值。基于该确定结果或计算结果，控制单元可生成控制信号。控制信号可以特别地表明接收控制信号的控制阀将被接通还是断开。特别地，控制阀可以构造成能够基于所接收的控制信号而断开或接通。特别地，输入管和/或输出管可包括塑料和/或金属材料如铁等、或者由塑料和/或金属材料如铁等组成。

术语“输入管”可以特别地表示集管的从输入端(构造成能够连接至流体罐)至交接点的管或导管，在该交接点处，一个输入管连接至另一输入管。术语“输出管”可以特别地表示集管的从交接点至输出端(构造成能够连接至测试用处理装置)的管或导管。

通过设置包括流量传感器或流量计而非别的传感器(比如压力传感器)的罐开关，能够实现对流体(例如冷却流体)供应的更灵活的控制和更直接的控制。例如，能够在不同压力水平下以相对于压力控制式开关更简单且有效的方式执行测试程序。甚至能够以简单的方式使测试开关与不同类型的(测试用)处理装置一起使用。特别地，能够更接近地适于或设定被提供的流体的限值或阈值，这是因为被提供的流体的量是被直接地确定而非例如通过确定压力来间接地控制。特别地，罐开关能够实现不同液态气体罐或容器之间的自动切换。由此，不再需要利用控制卡等来管理不同罐之间的手动操作切换。此外，所述自动切换允许有足够的时间来在不同流体罐之间转换。

当适于不同的半导体的不同的测试用处理装置与罐开关关联地使用时，这种直接流体量控制尤为有利，这是因为每种测试用处理装置每时长需要不同的流体量，即需要不同的流体流率。由此，能够提高整体设备效率，同时能够在测试程序过程中提高或至少没有降低温度稳定性和/或产品质量。此外，包含有流量传感器的罐开关的使用实现了高效率水平和/或低消耗的监测。

在下文中，罐开关的示例性实施例被说明。然而，对于这些实施例所描述的特征和元件可以与用于供应流体的系统及监测半导体测试系统中的流体流率的方法的示例性实施例组合。

根据一示例性实施例，罐开关还包括至少一个选自由下述内容构成的组的另外的元件：泄压阀、压力计和止回阀。

所有的这些元件可以用作增加罐开关或使用罐开关的整个系统的安全性的安全结构。

根据一示例性实施例，罐开关还包括信号接口。

特别地，信号接口可以是以太网接口和/或可以实现以太网连接。例如，由流量传感器提供的信号可以构造成能够通过信号接口如以太网接口通信或发送。

根据罐开关的一示例性实施例，绝热层环绕输入管和输出管地布置。

绝热层或套筒、例如由泡沫材料或附加的外层或套筒层形成的绝热层或套筒的提供确保了流体在它流过输入管和输出管的过程中温度基本没有改变。此外，这减小了冷凝水在管的外表面处的形成或发展。

根据罐开关的一示例性实施例，流量传感器构造在输出管上。

通过在输出管上而没有在输入管上布置流量传感器，能够使整个系统只使用单个流量传感器而与输入管和相应连接的流体罐的数量无关。只要只有一个流体罐供应流体(即只有相应的控制阀打开)，那么被所述单个流量传感器所测量的阀将分别对应于相应的输入管。

根据一示例性实施例，罐开关还包括构造成能够提供表示流体的流率的测量信号的另外的流量传感器，其中，流量传感器构造在第一输入管上并且所述另外的流量传感器构造在第二输入管上。

通过利用两个流量传感器(或者：在使用两个以上输入管的情况下，每个输入阀对应于一个流量传感器)，能够更灵活地检测并控制流体流量。例如，可以每次打开一个以上控制阀但是仍然能够独立地监测每个输入管(和对应的流体罐)。

在下文中，用于供应流体的系统的示例性实施例将被说明。然而，在这些实施例中所描述的特征和元件可以与罐开关及监测半导体测试系统中的流体流率的方法的示例性实施例组合。

根据半导体测试系统的一示例性实施例，控制单元构造成能够在控制单元确定出流量传感器的测量信号表明流体流量低于预设阈值的情况下提供控制信号。

然而，应当说明的是，流体流量仍大于零，即控制阀打开且连接至相应的输入管的流体罐还没有完全空。也就是说，流量传感器可以测出流率位于大于零的值和由预设阈值所限定的区间内。应当说明的是，预设阈值当然取决于所执行的测试和/或通过所述测试所测试的半导体。由此，不能够给出预设阈值的绝对值，而是对于每种应用，本领域技术人员可以根据所需的冷却流体的量容易地计算和/或确定。特别地，阈值可以通过给定的测试程序所需要或所期待的预期冷却行为而限定。

例如，在流体是冷却流体、如液态空气或液态氮的情况下，预设阈值(并且由此流体的量)可以取决于达到预期的温度所需的冷却能量或低温能量或冷却流体的量。由此，这还取决于使用测试系统的环境的温度、被测试的半导体的数量、在测试过程中产生的热量等等。然而，本领域技术人员可清楚且容易地确定出这样的预设阈值。

根据半导体测试系统的一示例性实施例，控制信号提供给两个控制阀。

特别地，控制信号可以配置成能够关闭一个控制阀同时它还能够打开另一控制阀。控制信号由此可以由两个子控制信号形成，一个子控制信号代表打开或接通控制信号，另一个子控制信号代表关闭或断开控制信号。由此，能够关闭一个控制阀，同时或利用相同的控制信号打开另一个控制阀。由此，向输出管提供或供应流体的罐被更换或切换。

根据半导体测试系统的一示例性实施例，控制信号是断开控制信号并且提供给打开的控制阀。

特别地，打开的控制阀可以对应于或构造在向输出端实际供应流体、即打开而没有关闭的输入管(或输入管中的一个)上。也就是说，在使用两个输入管和两个流量传感器的情况下，两个流量传感器中的一个是测量低于预设阈值的流率的流量传感器。特别地，控制信号和/或控制阀配置成能够在控制阀接收到控制信号的情况下断开控制阀。

根据半导体测试系统的一示例性实施例，控制信号是接通控制信号并提供给关闭的控制阀。

根据一示例性实施例，半导体测试系统还包括两个流体罐，每个流体管分别耦接至罐开关的输入管中的相应的一个。

根据一示例性实施例，半导体测试系统还包括显示装置，所述显示装置构造成能够显示至少一个流体罐的填充水平。

特别地，控制单元可以构造成能够从接收的测量信号确定出将被显示的填充水平。由此，能够可视地表示实际填充水平状态。例如，所述显示装置可以是控制单元的一部分或者可以是单独的单元。

在下文中，监测半导体测试系统中的流体流率的方法的示例性实施例被说明。然而，在这些实施例中所描述的特征和元件可以与罐开关及用于供应流体的系统的示例性实施例组合。

根据一示例性实施例，所述方法还包括确定出测量信号是否表明流率低于预设阈值；并且在确定出所确定的流率低于预设阈值的情况下生成控制信号。

根据一示例性实施例，所述方法还包括向构造在输入管上的控制阀发送控制信号。

特别地，控制信号是断开信号。由此，接收该控制信号的控制阀可以被断开。由此，相应的输入管可以被关闭，由此使连接至与控制阀关联的输入管的流体罐从半导体测试系统的输出管断开。当然，另一控制信号可以发送至第二控制阀以打开第二控制阀，由此使得相应的输入管可以用来向输出管供应流体。

在下文中，罐开关、用于供应流体的系统以及监测半导体测试系统的实施例中的流体流率方法的具体实施例将参考附图予以更详细地说明。

图1示意性示出根据一示意性实施例的罐开关100。具体地，图1示出集管101，该集管101包括具有输入端103的第一输入管或第一输入导管102、具有输入端105的第二输入管104和具有输出端107的输出管106。输入端可以分别连接或耦接至相应的流体罐、例如液态气体缸，而输出端可以连接至构造成对待测试的半导体执行测试程序的(测试用)处理装置。应当说明的是，集管101当然还可以包括两个以上输入管和/或还可以包括一个以上输出管。然而，优选的是仅仅设置一个输出管。

在由第一输入管102形成的流体路径中包含第一流量传感器或流量计108，所述第一流量传感器或流量计108构造成测量流过第一输入管102的流体的流率并且向控制单元发送相应的测量信号。此外，第一控制阀例如(低温)电磁阀109也包含在第一输入管102中并且构造成从控制单元接收控制信号并响应于控制信号而关闭或打开。

在由第二输入管104形成的流体路径中包含第二流量传感器或流量计110并且所述第二流量传感器或流量计110构造成测量流过第二输入管102的流体的流率并向控制单元发送相应的测量信号。此外，第二控制阀例如电磁阀111也包含在第二输入管104中并且构造成从控制单元接收控制信号并响应于控制信号而关闭或打开。

图2示意性示出根据一示例性实施例的半导体测试系统200。具体地，该半导体测试系统200包括测试开关100(如参考图1所说明的)。第一输入管102的输入端103通过第一管段221和柔性连接结构222连接至第一液态空气或液态氮罐220。同时，第二输入管104的输入端105通过第二管段224和柔性连接结构225连接至第二液态空气罐223。

特别地，柔性连接结构222和225分别连接至相应的压力计226和227。此外，所述罐包括通气阀228和输送阀229并填充有液态氮230(由流体罐中的示意线表示)。此外，所述罐还包括真空夹套231以提供热隔离。

此外，所述半导体测试系统200还包括处理装置232，该处理装置232用于提供或执行待测试的半导体的实际测试。处理装置232连接至输出管106的在图2中由箭头233示意性表示的输出端107。

此外，所述半导体测试系统200还包括如线条235所表示的那样电连接至流量传感器和控制阀的控制单元234、例如处理器或计算单元。控制单元构造成能够从流量传感器108和110分别提供的测量信号确定出实际流率。基于确定出的实际流率，控制单元可以决定应当断开或接通控制阀从而向处理装置提供冷却流体的连续流动

例如，在通过第一输入管流向输出管的实际流率低于预设阈值、例如由足够或期待的冷却速度所限定的预设阈值的情况下，控制单元可以生成传递给第一控制阀109的控制信号，该控制信号表明第一控制阀109应当关闭(以使得相应的流体罐可以被更换，即满的新的罐可以连接至输入端103)。同时另一(或相同的)控制信号可以发送给第二控制阀111，该控制信号表明第二控制阀111应当被打开以使得冷却流体可以从第二罐提供给输出管以及处理装置、例如形成工作罐。

此外，半导体测试系统200还可包括显示装置236，该显示装置236用于显示半导体测试系统200的状态、例如哪个控制阀被打开和/或实际流率和/或工作罐的填充水平。显示装置236可以由单独的装置或单元形成或者可以是控制单元234的一部分。

图3展示出根据一示例性实施例的监测流体流率300的方法的流程图。具体地，该方法包括通过输入管和输出管供应流体(步骤301)。该流体如冷却流体可以从流体罐供应给处理装置或能够用于半导体的测试过程的测试用处理装置。在供应过程中，输入管中的流体的实际流率(在基本上没有发生流体损失的情况下对应于流向输出管的流体的实际流率)由构造在输入管上的流量传感器测量(步骤302)。由这一测得的流率生成表示实际流率的测量信号(步骤303)。

选择性地，该方法还包括确定步骤，在该步骤中，确定出测量信号是否表明流率低于预设阈值，如果确定出所确定的流率低于预设阈值，则在该确定步骤之后生成控制信号。由此，可以生成基于所测得的实际流体流量的控制信号，该控制信号可以用来控制或切换控制阀并且由此控制或切换经过各输入管的流体流量。

所生成的控制信号可以发送给相应的控制阀以控制所述控制阀，例如将一个控制阀接通同时将另一个控制阀断开。特别地，与具有低流体水平的输入管和流体罐关联的控制阀可以被断开，以使相应的罐(具有低水平)可以被连接至罐开关的相应的输入端的满的罐替代。

图4示意性示出根据另一示例性实施例的半导体测试系统。具体地，该半导体测试系统400类似于图2所示的系统。然而，与图2的实施例具有两个流量传感器(示出的输入管中的每个具有一个流量传感器)不同的是，在图4的实施例中，只有单个流量传感器440构造或布置在输出管406中。更具体而言，半导体测试系统400包括测试开关441。第一输入管402的输入端403通过第一管段421和柔性连接结构422连接至第一液态空气或液态氮罐420。同时，第二输入管404的输入端405通过第二管段424和柔性连接结构425连接至第二液态空气罐423。

特别地，柔性连接结构422和425分别连接至相应的压力计426和427。此外，所述罐包括通气阀428和输送阀429并填充有液态氮430(由流体罐中的示意线表示)。此外，所述罐还包括真空夹套431以提供热隔离。

此外，所述半导体测试系统400还包括处理装置432，该处理装置432用于提供或执行待测试的半导体的实际测试。处理装置432连接至输出管406的在图4中由箭头433示意性示出的输出端407。

此外，所述半导体测试系统400还包括如线条435所表示的那样电连接至流量传感器和控制阀的控制单元434、如处理器或计算单元。该控制单元构造成从由流量传感器440提供的测量信号确定出实际流率，该流量传感器440于输出端407之前布置在输出管406上。基于所确定的实际流率，控制单元可以决定是否应当断开或接通控制阀从而向处理装置提供冷却流体的连续流动。

例如，在通过输出管流向输出端的实际流率低于预设阈值、例如由足够或期待的冷却速度所限定的预设阈值的情况下，控制单元可以生成传递给实际上打开的控制阀的控制信号，并且该控制信号表明该控制阀应当被关闭(以使得相应的流体罐可以被更换，即满的新的罐可以连接至相应的输入端)。同时另一(或相同)的控制信号可以发送给另一控制阀(实际上关闭的控制阀)，该控制信号表明所述另一控制阀应当被打开(由此将冷却流体从相应的流体罐提供给输出管以及处理装置、例如形成工作罐)。

此外，所述半导体测试系统400还可包括显示装置436，该显示装置436用于显示半导体测试系统400的状态、例如哪个控制阀被打开和/或实际流率和/或工作罐的填充水平。显示装置436可以由单独的装置或单元形成或者可以是控制单元434的一部分。

应当说明的是，术语“包括”没有排除其它元件或特征并且“一”或“一个”没有排除多个。并且，与不同实施例关联描述的元件也可以组合。还应当说明是，附图标记不应当构成对权利要求的范围的限定。尽管本发明已经参考具体实施例予以具体展示和说明，但是应当被本领域技术人员所理解的是，形式和细节上的各种改变可以在此做出而没有脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围和精神。由此，本发明的范围由所附权利要求表示并且位于权利要求的等价的意义和范围内的所有改变也由此旨在被涵盖。

Claims (16)

1.一种用于半导体测试系统的罐开关，所述罐开关包括：

集管，所述集管包括第一输入管、第二输入管和输出管，其中，输入管中的每个构造成能够连接至相应的流体罐，并且所述输出管包括输出端，所述输出端构造成能够连接至测试用处理装置，

所述输入管中的每个分别包括相应的控制阀；

流量传感器于所述输出端之前构造在所述集管上；

所述流量传感器构造成能够提供表示流向所述输出端的流体的流率的测量信号并能够将所述测量信号发送给控制单元；并且

所述控制阀中的每个构造成能够接收控制信号并能够响应于所接收的控制信号而打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的罐开关，其特征在于，所述罐开关还包括选自由下述内容构成的组中的至少一个另外的元件：

泄压阀，

压力计，和

止回阀。

3.根据权利要求1所述的罐开关，其特征在于，所述罐开关还包括信号接口。

4.根据权利要求1所述的罐开关，其特征在于，所述罐开关还包括环绕所述输入管和所述输出管布置的绝热层。

5.根据权利要求1所述的罐开关，其特征在于，所述流量传感器构造在所述输出管上。

6.根据权利要求1所述的罐开关，其特征在于，所述罐开关还包括另外的流量传感器，所述另外的流量传感器构造成能够提供表示流体的流率的测量信号，所述流量传感器构造在所述第一输入管上并且所述另外的流量传感器构造在所述第二输入管上。

7.一种半导体测试系统，所述半导体测试系统包括：

根据权利要求1的罐开关；

测试用处理装置，所述测试用处理装置包括连接至所述罐开关的所述输出端的输入端；以及

控制单元，所述控制单元构造成能够接收所述流量传感器的测量信号并能够向所述控制阀提供控制信号。

8.根据权利要求7所述的半导体测试系统，其特征在于，所述控制单元构造成能够在所述控制单元确定出所述流量传感器的所述测量信号表明流体流量低于预设阈值的情况下提供所述控制信号。

9.根据权利要求8所述的半导体测试系统，其特征在于，所述控制信号提供给两个控制阀。

10.根据权利要求8所述的半导体测试系统，其特征在于，所述控制信号是断开控制信号并提供给打开的控制阀。

11.根据权利要求8所述的半导体测试系统，其特征在于，所述控制信号是接通控制信号并提供给关闭的控制阀。

12.根据权利要求7所述的半导体测试系统，其特征在于，所述半导体测试系统还包括两个流体罐，这两个流体罐中的每个分别耦接至所述罐开关的所述输入管中的相应的一个。

13.根据权利要求12所述的半导体测试系统，其特征在于，所述半导体测试系统还包括显示装置，所述显示装置构造成能够显示所述流体罐中的至少一个的填充水平。

14.一种监测半导体测试系统中的流体流率的方法，所述方法包括：

通过输入管和输出管从流体罐向处理装置供应流体；

通过流量传感器测量流体的流率；并且

生成表示所测得的流率的测量信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述测量信号是否表明流率低于预设阈值；并且

在确定出所确定的流率低于所述预设阈值的情况下生成控制信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述控制信号发送给构造在所述输入管上的控制阀。